特許 5778822 太陽光発電制御装置、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5778822

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】太陽光発電制御装置、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20150827BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 130

   H02J3/38 180

   H02J13/00 311N

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-88527(P2014-88527)

(22)【出願日】2014年4月22日

【審査請求日】2014年5月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】514102674

【氏名又は名称】有限会社岡村産業

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】岡村 仁

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１５１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７８２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４３８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５６９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５７９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３６９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−５／００、１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統と、発電した電力を前記電力系統に送電する複数の太陽光発電設備との間に設けられ、
前記電力系統の復電を検出する復電検出部と、
前記太陽光発電設備のユーザが有する外部機器と通信を行い、前記復電検出部が前記復電を検出した場合、前記復電を前記外部機器に通知する通信部と、
前記電力系統が停電から復電し、かつ前記通信部が前記外部機器から連系の指示を受信した場合、前記太陽光発電設備と、前記電力系統との連系を行う連系制御部と、を具備することを特徴とする太陽光発電制御装置。

【請求項2】

前記太陽光発電設備による発電が行われていることを検出する発電検出部を備え、
前記発電検出部が前記発電を検出した場合、前記通信部は前記発電が行われていることを前記外部機器に通知することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電制御装置。

【請求項3】

前記電力系統の停電を検出する停電検出部を備え、
前記停電検出部が前記停電を検出した場合、前記通信部は前記停電を前記外部機器に通知することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電制御装置。

【請求項4】

所定の時間より短い時間、前記電力系統の電力が喪失した場合、前記停電検出部は前記電力系統の停電を検出せず、
所定の時間より長い時間、前記電力系統の電力が喪失した場合、前記停電検出部は前記電力系統の停電を検出することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電制御装置。

【請求項5】

発電した電力を電力系統に送電する複数の太陽光発電設備と、前記電力系統と前記複数の太陽光発電設備との間に設けられた制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記電力系統の復電を検出する復電検出部と、
前記太陽光発電設備のユーザが有する外部機器と通信を行い、前記復電検出部が前記復電を検出した場合、前記復電を前記外部機器に通知する通信部と、
電力系統が停電から復電し、かつ前記通信部が前記外部機器から連系の指示を受信した場合、前記太陽光発電設備と、前記電力系統との連系を行う連系制御部と、を具備することを特徴とする太陽光発電システム。

【請求項6】

電力系統が停電から復電した後、外部機器に復電を通知するステップと、
前記外部機器から、発電した電力を前記電力系統に送電する複数の太陽光発電設備と前記電力系統との連系の指示を受信するステップと、
前記指示に応じて、前記電力系統と前記太陽光発電設備とを連系するステップと、を有し、
前記太陽光発電設備のユーザが前記外部機器を有することを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は太陽光発電制御装置、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、太陽光発電部により発電した電力を、電力系統へと逆潮流させる太陽光発電システムが利用されている（例えば特許文献１）。太陽光発電設備から電力系統へと送電するために、太陽光発電設備と電力系統とを連系させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−６１３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力系統が停電すると、この連系も遮断される。電力系統の停電からの復帰（復電）後、送電をするためには再び連系をする。再度の連系を行う前、電力会社からの許可が必要な場合がある。例えば５０ｋＷ以上のような大電力を発電する設備については、連系に許可が必要なことがある。この場合、自動的に連系させるシステムを利用することはできず、ユーザは電力会社から許可の連絡を受けてから、連系させる作業を行う。

【0005】

しかしながら、複数の太陽光発電設備が設置されている場合、設備ごとに連系作業を行うのは大きな労力を要する。例えば広大な敷地に複数の太陽光発電設備が設けられている場合、ユーザは個々の設備まで移動して作業を行わなければならない。特に太陽光発電設備が敷地内に分散して配置されていることもある。この場合、移動がさらに大変になる。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑み、連系を容易に行うことが可能な太陽光発電制御装置、太陽光発電システム、および太陽光発電システムの制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、電力系統と、発電した電力を前記電力系統に送電する複数の太陽光発電設備との間に設けられ、前記電力系統の復電を検出する復電検出部と、前記太陽光発電設備のユーザが有する外部機器と通信を行い、前記復電検出部が前記復電を検出した場合、前記復電を前記外部機器に通知する通信部と、前記電力系統が停電から復電し、かつ前記通信部が前記外部機器から連系の指示を受信した場合、前記太陽光発電設備と、前記電力系統との連系を行う連系制御部と、を具備する太陽光発電制御装置である。

【0008】

上記構成において、前記太陽光発電設備による発電が行われていることを検出する発電検出部を備え、前記発電検出部が前記発電を検出した場合、前記通信部は前記発電が行われていることを前記外部機器に通知する構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記電力系統の停電を検出する停電検出部を備え、前記停電検出部が前記停電を検出した場合、前記通信部は前記停電を前記外部機器に通知する構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、所定の時間より短い時間、前記電力系統の電力が喪失した場合、前記停電検出部は前記電力系統の停電を検出せず、所定の時間より長い時間、前記電力系統の電力が喪失した場合、前記停電検出部は前記電力系統の停電を検出する構成とすることができる。

【0012】

本発明は、発電した電力を電力系統に送電する複数の太陽光発電設備と、前記電力系統と前記複数の太陽光発電設備との間に設けられた制御装置とを備え、前記制御装置は、前記電力系統の復電を検出する復電検出部と、前記太陽光発電設備のユーザが有する外部機器と通信を行い、前記復電検出部が前記復電を検出した場合、前記復電を前記外部機器に通知する通信部と、電力系統が停電から復電し、かつ前記通信部が前記外部機器から連系の指示を受信した場合、前記太陽光発電設備と、前記電力系統との連系を行う連系制御部と、を具備する太陽光発電システムである。

【0013】

本発明は、電力系統が停電から復電した後、外部機器に復電を通知するステップと、前記外部機器から、発電した電力を前記電力系統に送電する複数の太陽光発電設備と前記電力系統との連系の指示を受信するステップと、前記指示に応じて、前記電力系統と前記太陽光発電設備とを連系するステップと、を有し、前記太陽光発電設備のユーザが前記外部機器を有する太陽光発電システムの制御方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、連系を容易に行うことが可能な太陽光発電制御装置、太陽光発電システム、および太陽光発電システムの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は一実施形態に係る太陽光発電システムを示した模式図である。

【図2】図２は制御装置を示す正面図である。

【図3】図３は制御装置の一部を示す図である。

【図4】図４は制御装置のシーケンス図である。

【図5】図５は制御装置の構成を示す図である。

【図6】図６は制御部の構成を例示する機能ブロック図である。

【図7】図７（ａ）は発電時における制御装置の処理を示すフローチャートである。図７（ｂ）は発電を停止する場合における制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図8】図８（ａ）は図７（ａ）および図７（ｂ）に対応するタイムチャートである。図８（ｂ）は瞬停におけるタイムチャートである。

【図9】図９は復電時における制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図10】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は図９に対応するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。

【0017】

図１は一実施形態に係る太陽光発電システム１００を示した模式図である。太陽光発電システム１００は、商用電力系統１（単に電力系統１と記載することがある）と、５つの太陽光発電設備７と、制御装置１０とを備える。１つの太陽光発電設備７の出力電力は例えば１０ｋＷであり、図１に示す太陽光発電システム１００全体の出力は例えば５０ｋＷである。

【0018】

電力系統１は２００Ｖの交流電力系統である。電力系統１と、太陽光発電設備７のパワーコンディショナ７ｂとは、電力線４および４ａにより接続されている。三相式の電力線４は電力系統１に接続され、集電盤６内において複数の電力線４ａに分岐する。それぞれの電力線４ａがパワーコンディショナ７ｂに接続されている。太陽光発電設備７の発電する電力が電力線４ａを通じて集電盤６に集められ、電力線４を通じて電力系統１に送電される。こうして発電した電力は電力会社に購入される。

【0019】

電力線４には、電力系統１側から、電力計２および３、開閉器５、制御装置１０および集電盤６が設けられている。電力計２は電力系統１から太陽光発電設備７へと供給される電力を計測する。この電力は太陽光発電設備７の施主が電力会社から購入する。電力計３は太陽光発電設備７から電力系統１へと供給される電力を計測する。この電力は、電力会社が施主から購入する。

【0020】

開閉器５が閉じることにより、電力系統１と太陽光発電設備７とは電力線４により接続される。開閉器５が開くと、電力系統１と太陽光発電設備７との間は遮断される。集電盤６は開閉器６ａと、複数の開閉器６ｂとを備える。開閉器６ａは電力線４に設けられ、開閉器６ｂは複数の電力線４ａのそれぞれに設けられている。

【0021】

太陽光発電設備７は、太陽光発電パネル７ａとパワーコンディショナ７ｂとを備える。太陽光発電パネル７ａは太陽光を受けて発電する。パワーコンディショナ７ｂは発電された直流の電力を交流の電力に変換する。なお、電力系統１が停電するとパワーコンディショナ７ｂの電源はオフになるが、電力系統１の復電とともに自動的にオンになるように設定することができる。

【0022】

制御装置１０は、開閉器５と集電盤６との間に設けられている。以下、制御装置１０について説明する。図２は制御装置１０を示す正面図である。

【0023】

図２には、制御装置１０が備える構成のうち、箱１１、電磁接触器１２、リレー１５、２２〜３４および３９、ＣＴＵ（コンデンサトリップ装置）１３、ＳＰＤ（Surge Protective Device：ＳＰＤ、サージ保護装置）１４、ＥＬＢ（漏電遮断器）１６および１７、カレントコンバータ１８、トランス１９、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０、ＣＰ（Circuit Protector）２１、ならびに遠隔操作部４０が図示されている。遠隔操作部４０は、箱１１から取り外し可能な電子機器とすることができる。なお、図示していないカバーを箱１１に取り付けることで、上記の構成を保護することができる。

【0024】

図３は制御装置１０の一部を示す図である。図３の上側は電力系統１側（一次側）であり、下側は太陽光発電設備７側（二次側）である。

【0025】

図３に示すように、電力線４には、電力系統１側から順に、電磁接触器１２の主接点１２ａおよびカレントコンバータ１８が設けられている。主接点１２ａが閉じることで電力系統１と太陽光発電設備７とは連系され、太陽光発電設備７から電力系統１に電力が送電される。

【0026】

主接点１２ａよりも電力系統１側には、ＳＰＤ３５、ＥＬＢ１６および１７が接続されている。ＥＬＢ１６にはリレー１５が接続されている。ＥＬＢ１７にはＳＰＤ１４が接続され、電力系統１の交流電圧はＥＬＢ１７を介し、制御電源ＲおよびＳとして制御装置１０に印加される。リレー１５はカレントコンバータ１８に接続されており、カレントコンバータ１８から流れる電流によりリレー１５の接点の開閉が行われる。

【0027】

図４は制御装置１０のシーケンス図である。図５は制御装置１０の構成を示す図である。

【0028】

図４および図５に示す制御電源ＳおよびＲの間には、２００Ｖの交流電圧が印加される。図４に示すように、スイッチ３７は例えば手動で切換可能なスイッチであり、接点３７ａおよび接点３７ｂを備える。接点３７ａがオンであれば接点３７ｂはオフであり、この場合、リレー２８を用いて、連系の制御をすることができる。接点３７ａがオフであれば接点３７ｂはオンであり、この場合は遠隔操作部４０により連系の制御をすることができる。

【0029】

リレー２２は、接点２２ａ、２２ｂおよび２２ｄ、ならびにコイル２２ｃを備える。リレー２３は、接点２３ａ、２３ｂおよび２３ｄ、ならびにコイル２３ｃを備える。図４にはリレー２４のコイル２４ｃが図示されている。

【0030】

リレー２５は接点２５ａおよびコイル２５ｃを備え、リレー２６は接点２６ａおよびコイル２６ｃを備える。なお、リレー２５および２６は、それぞれパルス動作モードである。リレー２８は、図４に示す接点２８ａおよび２８ｂ、ならびにコイル２８ｃを備え、さらに図５に示す接点２８ｄを備える。

【0031】

リレー２９は、図４に示す接点２９ａおよび２９ｂ、図５に示す接点２９ｄ、ならびにコイル２９ｃを備える。図５に示すように、リレー３０は接点３０ａおよびコイル３０ｃを備える。リレー３１は２つの接点３１ｂ１および３１ｂ２、ならびにコイル３１ｃを備える。リレー３２は、接点３２ａ、２つの接点３２ｂ１および３２ｂ２、ならびにコイル３２ｃを備える。リレー３３は、接点３３ａおよびコイル３３ｃを備える。リレー３４は、接点３４ｂおよびコイル３４ｃを備える。

【0032】

電磁接触器１２は、図３に示した主接点１２ａ、図４に示す補助接点である接点１２ｂおよび１２ｃ、コイル１２ｄおよび１２ｅ、端子１２ｆ〜１２ｉを備える。

【0033】

図４に示すように、コイル２７ｃおよび２８ｃは、それぞれ制御電源ＳおよびＲの間に接続されている。コイル２２ｃの一端は接点３７ａを介して制御電源Ｒに接続され、他端は制御電源Ｓに接続されている。コイル２３ｃの一端は接点３７ｂを介して制御電源Ｒに接続され、他端は制御電源Ｓに接続されている。接点２２ｂおよび２３ｂ、ならびにコイル２４ｃは制御電源ＲおよびＳの間に接続されている。

【0034】

接点２８ｂの一端は制御電源Ｒに接続され、他端は接点２２ａおよびコイル２５ｃを介して制御電源Ｓに接続されている。接点２２ａとコイル２５ｃとの間には、接点２９ａの一端が接続され、接点２９ａの他端は接点２３ａを介して制御電源Ｒに接続されている。

【0035】

接点２８ａの一端は制御電源Ｒに接続され、他端は接点２２ｄおよびコイル２６ｃを介して制御電源Ｓに接続されている。接点２２ｄとコイル２６ｃとの間には、接点２９ｂの一端が接続され、接点２９ｂの他端は接点２３ｄを介して制御電源Ｒに接続されている。

【0036】

接点２５ａの一端は制御電源Ｒに接続され、他端は電磁接触器１２の端子１２ｆ、接点１２ｂ、コイル１２ｄ、および端子１２ｇを介して制御電源Ｓに接続されている。接点２６ａの一端は制御電源Ｒに接続され、他端は電磁接触器１２の端子１２ｈ、接点１２ｃ、コイル１２ｅ、および端子１２ｉを介して制御電源Ｓに接続されている。

【0037】

接点２６ａと、端子１２ｈとの間には、リレー２７の接点２７ｂの一端が接続されている。接点２７ｂの他端はＣＴＵ１３の端子のひとつに接続されている。ＣＴＵ１３の他の２つの端子は制御電源ＲおよびＳに接続されている。

【0038】

図５に示すように、リレー２８の接点２８ｄの一端は制御電源Ｒに接続され、他端はリレー３１のコイル３１ｃを介して制御電源Ｓに接続されている。

【0039】

ＡＣ／ＤＣコンバータ２０の端子には、トランス１９により１００Ｖに変換された交流電圧がＣＰ２１を介して印加される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は交流電圧を例えば１２Ｖの直流電圧に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０のプラス端子２０ａは、接点３１ｂ１および３２ｂ１を介して遠隔操作部４０の端子４０ａに接続され、マイナス端子２０ｂは接点３１ｂ２および３２ｂ２を介して遠隔操作部４０の端子４０ｂに接続される。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０にはバッテリ３６が接続されている。バッテリ３６は、例えば遠隔操作部４０の非常用電源として使用することができる。なお、図５の制御電源ＰはＡＣ／ＤＣコンバータ２０のプラス端子２０ａに接続され、制御電源Ｎはマイナス端子２０ｂに接続されている。

【0040】

制御電源Ｐに、接点２７ａの一端およびスイッチ３８ａの一端が接続されている。接点２７ａの他端はコイル３９ｃを介して、制御電源Ｎに接続されている。

【0041】

スイッチ３８ａの他端には、接点３９ｂの一端、接点３３ａの一端、および接点３２ａの一端が並列に接続されている。接点３９ｂの他端は、接点２９ｄおよびコイル３３ｃを介して制御電源Ｎに接続されている。接点３３ａの他端は、接点３４ｂおよびコイル３２ｃを介して制御電源Ｎに接続されている。接点３２ａの他端はコイル３４ｃを介して制御電源Ｎに接続されている。また接点３２ａの他端は、接点３３ａと接点３４ｂとの間に接続されている。なお、スイッチ３８ａ、接点２９ｄ、３２ａ、３３ａ、３４ｂ、３９ｂ、コイル３２ｃ〜３４ｃを回路３８とする。

【0042】

接点３０ａは電子機器５０に接続されている。電子機器５０は、例えば警報機およびカメラなどであり、オプションとして制御装置１０に取り付けることができる。遠隔操作部４０がコイル３０ｃの励磁および消磁を行うことで、電子機器５０を動作させることができる。

【0043】

遠隔操作部４０の端子４０ｃおよび４０ｄはリレー３９の接点３９ａに接続されている。遠隔操作部４０の端子４０ｅおよび４０ｆはリレー１５の接点１５ａに接続されている。端子４０ｇおよび４０ｉは制御電源Ｐに接続されている。端子４０ｈはコイル２９ｃを介して制御電源Ｎに接続されている。端子４０ｊはコイル３０ｃを介して制御電源Ｎに接続されている。

【0044】

遠隔操作部４０は、制御部４１およびインターフェース（Interface：Ｉ／Ｆ）４２を備える。制御部４１は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）などの演算装置である。Ｉ／Ｆ４２は、例えばインターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク６０と接続するためのインターフェースである。遠隔操作部４０は、ネットワーク６０を通じて、制御装置１０の外部の外部機器６１と通信を行う。

【0045】

外部機器６１は、例えば携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personnel Computer）またはタブレット端末などである。後述するように、遠隔操作部４０はユーザの外部機器６１に、例えば電子メール、携帯電話の着信などで通知を行い、また外部機器６１からの信号を受信することができる。また、外部機器６１に太陽光発電システム１００を制御するためのアプリケーションをインストールし、遠隔操作部４０からの通知を受信し、また遠隔操作部４０に指示を送信することができる。

【0046】

図６は制御部４１の構成を例示する機能ブロック図である。図６に示すように、制御部４１は、停電検出部４３、復電検出部４４、通信部４５、連系制御部４６および発電検出部４７として機能する。停電検出部４３は、電力系統１の停電を検出する。復電検出部４４は、電力系統１の復電を検出する。通信部４５は、図５のＩ／Ｆ４２を通じて外部機器６１と通信を行う。連系制御部４６は、図１に示した電力系統１と太陽光発電設備７とを連系させ、また連系を解除する。発電検出部４７は、太陽光発電設備７が発電を行っていることを検出する。

【0047】

制御装置１０の動作について説明する。まず、日中において太陽光発電設備７が発電を行う場合について説明する。なお、ここではリレー２８を用いず、遠隔操作部４０を用いて制御装置１０を制御する場合について説明する。この場合、図４に示した接点３７ａをオフ、接点３７ｂをオンにすることで、接点２２ａおよび２２ｄをオフ、接点２３ａおよび２３ｄをオンとしておく。

【0048】

図７（ａ）は発電時における制御装置１０の処理を示すフローチャートである。図７（ａ）に示すように、通信部４５は外部機器６１から連系の指示があったか判断する（ステップＳ１）。Ｎｏの場合、ステップＳ１が繰り返される。Ｙｅｓの場合、処理はステップＳ２に移行する。

【0049】

連系制御部４６は連系を行う（ステップＳ２）。具体的に、連系制御部４６は、図５に示したコイル２９ｃに電圧を印加し励磁する。コイル２９ｃの励磁により、図４に示した接点２９ａがオンになり、コイル２５ｃが励磁する。コイル２５ｃの励磁により接点２５ａがオンになり、端子１２ｆおよび１２ｇ間に電圧が印加される。これにより、図３に示した主接点１２ａがオンになり、連系が行われる。

【0050】

発電検出部４７は、太陽光発電設備７による発電が行われているか判断する（ステップＳ３）。発電に伴い、図３に示したカレントコンバータ１８からリレー１５に待機電流よりも大きな電流が流れ、図５に示したリレー１５の接点１５ａがオンになる。これにより遠隔操作部４０の端子４０ｅおよび４０ｆに電圧が印加されることになる。すなわち、発電検出部４７は、接点１５ａがオフであれば太陽光発電設備７が発電していないと判断する（Ｎｏ）。この場合、ステップＳ１が繰り返される。接点１５ａがオンであれば、発電検出部４７は、太陽光発電設備７が発電していると判断する（Ｙｅｓ）。この場合、通信部４５は、発電していることを外部機器６１に通知する（ステップＳ４）。ステップＳ４の後、処理は終了する。

【0051】

次に夜間など太陽光発電設備７が発電をしない場合（発電停止）について説明する。発電しない場合、連系も解除される。図７（ｂ）は発電停止時における制御装置１０の処理を示すフローチャートである。

【0052】

図７（ｂ）に示すように、通信部４５は外部機器６１から連系解除の指示があったか判断する（ステップＳ５）。Ｎｏの場合、ステップＳ５が繰り返される。Ｙｅｓの場合、処理はステップＳ６に移行する。

【0053】

連系制御部４６は連系解除を行う（ステップＳ６）。具体的に、連系制御部４６は図５に示したコイル２９ｃへの電圧の印加を停止し、消磁する。コイル２９ｃの消磁により図４に示した接点２９ａがオフになりコイル２５ｃが消磁し、また接点２９ｂはオンになりコイル２６ｃが励磁する。コイル２６ｃの励磁により接点２６ａがオンになり、端子１２ｈおよび１２ｉ間に電圧が印加される。これにより、図３に示した主接点１２ａがオフになり、連系が解除される。

【0054】

発電検出部４７は、発電が行われているか判断する（ステップＳ７）。接点１５ａがオンであれば太陽光発電設備７が発電していると判断し（Ｙｅｓ）、ステップＳ５が繰り返される。接点１５ａがオフであれば太陽光発電設備７が発電していないと判断し（Ｎｏ）、通信部４５は、発電していることを外部機器６１に通知する（ステップＳ８）。ステップＳ８の後、処理は終了する。

【0055】

図８（ａ）は図７（ａ）および図７（ｂ）に対応するタイムチャートである。横軸は時間を示し、上から順に接点２９ａ、２９ｂ、２５ａ、２６ａおよび主接点１２ａのオン／オフを示す。

【0056】

図８（ａ）の時刻Ｔ１は日の出時間であり、接点２９ａおよび２５ａならびに主接点１２ａがオンになり、接点２９ｂおよび２６ａはオフになる（図７（ａ）のステップＳ２）。時刻Ｔ２は日没時間であり、接点２９ｂおよび２６ａはオンになり、接点２９ａおよび２５ａならびに主接点１２ａはオフになる（図７（ｂ）のステップＳ６）。接点２５ａおよび２６ａは例えば０．５秒間オンになる。

【0057】

なお、太陽光発電設備７の設置される地域の日の入り時刻（日没時刻）および日の出時刻を、予め外部機器６１にインプットすることで、日の出および日の入りに合わせて外部機器６１は自動的に遠隔操作部４０に連系の指示および連系解除の指示を送信することができる。また、電力系統１と太陽光発電設備７とは、常時連系していてもよい。この場合、図８（ａ）において主接点１２ａは常時オンである。

【0058】

また、リレー２８を用いて連系を制御することも可能である。この場合、接点３７ａをオン、接点３７ｂをオフにすることで、接点２２ａおよび２２ｂをオン、接点２３ａおよび２３ｄをオフとしておく。リレー２８には、太陽光発電設備７の設置される地域の日没時刻および日の出時刻がインプットされており、ソーラタイマとして機能する。日の出時刻においてコイル２８ｃは消磁され、接点２８ａはオフ、接点２８ｂはオンになる。これにより主接点１２ａはオンになり、連系される。日没時刻においてコイル２８ｃは励磁され、接点２８ａはオン、接点２８ｂはオフになる。これにより主接点１２ａはオフになり、連系は解除される。

【0059】

次に瞬停（瞬時停電）の場合について説明する。図８（ｂ）は瞬停におけるタイムチャートである。上から順に制御電源ＲおよびＳ（以下、単に制御電源と記載することがある）、接点２７ａおよび主接点１２ａのオン／オフを示す。時刻Ｔ３〜Ｔ４のようにごく短い時間（例えば２秒未満など）制御電源が喪失する。リレー２７はオフディレータイマであり、制御電源の喪失から例えば２秒間、図５に示す接点２７ａはオンの状態を維持し、図４に示す接点２７ｂはオフの状態（切り離された状態）を維持する。このため、端子１２ｈおよび１２ｉには電圧が印加されない。従って、図３に示した主接点１２ａはオンの状態を維持する。このように、瞬停が発生しても連系は維持される。

【0060】

次に停電および復電の場合について説明する。図９は停電および復電時における制御装置１０の処理を示すフローチャートである。

【0061】

図９に示すように、図６の停電検出部４３は、電力系統１の停電を検出したか判断する（ステップＳ９）。停電時には図４に示す制御電源ＳおよびＲがオフになることでコイル２７ｃが消磁し、図５に示す接点２７ａがオフになり、コイル３９ｃが消磁する。これにより接点３９ａがオフになる。すなわち、接点３９ａがオンであれば停電ではないと判断し（Ｎｏ）、ステップＳ９が繰り返される。接点３９ａがオフであれば停電検出部４３は停電を検出し（Ｙｅｓ）、通信部４５は、電力系統１が停電したことを外部機器６１に通知する（ステップＳ１０）。

【0062】

ステップＳ１０の後、復電検出部４４は、電力系統１の復電を検出したか判断する（ステップＳ１１）。接点３９ａがオフであれば、復電検出部４４は、電力系統１が復電していないと判断し（Ｎｏ）、ステップＳ１１が繰り返される。接点３９ａがオンであれば、復電検出部４４は、電力系統１が復電していると判断し（Ｙｅｓ）、通信部４５は復電したことを外部機器６１に通知する（ステップＳ１２）。

【0063】

ステップＳ１２の後、連系制御部４６は、外部機器６１から、電力系統１と太陽光発電設備７とを連系させる指示があったか判断する（ステップＳ１３）。判断がＮｏの場合、ステップＳ１３が繰り返される。ユーザは、電力会社から連系の許可を得た後、外部機器６１を用いて制御装置１０に連系の指示を出す。指示は、例えば電子メール、またはアプリケーション内の操作などにより送信される。通信部４５が連系の指示を受信すると、判断がＹｅｓになり、連系制御部４６は連系を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、図７（ａ）のステップＳ２と同様の処理が行われる。

【0064】

ステップＳ１４の後、発電検出部４７は、太陽光発電設備７による発電が行われているか判断する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、ステップＳ３と同様の処理が行われる。Ｎｏの場合、ステップＳ１５が繰り返される。Ｙｅｓの場合、通信部４５は、発電されていることを外部機器６１に通知する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の後、処理は終了する。

【0065】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は図９に対応するタイムチャートである。図１０（ａ）は停電の場合を示しており、上から順に制御電源ＲおよびＳ、接点２７ａ、接点２７ｂおよび主接点１２ａのオン／オフを示す。時刻Ｔ５において制御電源がオフになる。時刻Ｔ５〜Ｔ６が２秒以上であることに応じて、時刻Ｔ６において接点２７ｂはオンになり、接点２７ａおよび主接点１２ａはオフになる（図９のステップＳ９においてＹｅｓ）。

【0066】

図１０（ｂ）は復電の場合を示しており、上から順に制御電源、接点２９ａ、接点２５ａおよび主接点１２ａのオン／オフを示す。時刻Ｔ７において制御電源がオンになる（図９のステップＳ１１においてＹｅｓ）。このとき、図１に示したパワーコンディショナ７ｂの電源もオンになる。時刻Ｔ８において外部機器６１から連系指示が出される。このとき、接点２９ａおよび２５ａはオンになり、主接点１２ａがオンになる（図９のステップＳ１４）。

【0067】

以上のように、本実施形態によれば、電力会社から連系の許可を得たユーザが、外部機器６１を用いて制御装置１０を遠隔操作する。ユーザから連系の指示があった場合、制御装置１０の連系制御部４６が連系を行う（ステップＳ１４）。従って、ユーザはパワーコンディショナ７ｂまで移動しなくてよく、連系を容易に行うことが可能である。図１のように複数の太陽光発電設備７が設けられている場合でも、ユーザは各設備に移動しなくてよい。また例えばパワーコンディショナ７ｂが移動の困難な場所に設けられていても、ユーザは移動しなくてよい。従って、連系のための労力および時間が大幅に削減される。

【0068】

発電検出部４７が太陽光発電設備７による発電が行われていることを検出すると、通信部４５は発電が行われていることをユーザに通知する。これにより、ユーザは、連系が行われたか確認することができる。連系の指示が送信されたにもかかわらず発電が行われない場合、制御装置１０および太陽光発電設備７などが故障している可能性がある。すなわち、通知がないことに応じて、ユーザは点検および修理を早期に行うことができる。

【0069】

停電検出部４３が停電を検出し、通信部４５がユーザに通知するため、ユーザは停電を速やかに知ることができる。すなわち、ユーザは、連系が解除されたことを知ることができる。停電を知ったユーザが連系の指示を送信することにより、電力会社により電力が購入される。これにより、ユーザの経済的な損失が低減する。

【0070】

図８（ｂ）に示したように、所定の時間（例えば２秒）より短い時間、電力系統１の電力が喪失しても、停電検出部４３は停電を検出しない。これにより、瞬停が発生しても連系は維持される。すなわち、瞬停の後に連系の作業を行わなくてよいため、ユーザの労力が低減する。また図１０（ａ）に示すように、所定の時間より長い時間、電力系統１の電力が喪失すれば、停電検出部４３は停電を検出する。リレー２７の設定時間を変えることで、連系を維持できる時間は変更可能である。電力会社における瞬停と停電とを区別する時間（区別時間）と、リレー２７の設定時間とを同一とすればよい。これにより、電力系統１の動作と太陽光発電システム１００の動作とが対応し、ユーザの労力が低減される。

【0071】

電力会社の区別時間が、リレー２７の設定時間より長い場合について説明する。電力喪失の時間が例えば３〜４秒など、リレー２７の設定時間（例えば２秒）より長い３〜４秒などの場合、電力会社は瞬停であると判断し、電力会社はユーザに停電の連絡をしない。しかし、制御装置１０は図９および図１０（ａ）に示したように停電時の動作を行い、連系を遮断する。このとき、ユーザが停電を知らないまま、発電が行われない状態が数日など長い期間続くこともある。電力が電力会社に購入されないため、ユーザは経済的損失を負う。本実施形態によれば、停電検出部４３が停電を検出し、通信部４５がユーザに通知するため、ユーザは電力会社から停電の連絡がなくとも、連系が解除されたことを知ることができる。ユーザは電力会社に停電が発生したか確認し、制御装置１０に連系の指示をすることで、連系がなされる。これにより、瞬停の後でも速やかに発電が可能になり、経済的損失が低減される。

【0072】

復電検出部４４が復電を検出した場合、通信部４５はユーザに通知する。これによりユーザは復電を知ることができ、復電後、電力会社に連絡し、連系が可能であるかの確認をすることができる。速やかに連系を行うことで、経済的損失が低減される。

【0073】

また外部機器６１から連系解除の指示を制御装置１０に送信することができ、指示に応じて連系制御部４６は連系を解除する。これにより、例えば誤って連系してしまったとき、または太陽光発電設備７を点検するときなどは、容易に連系を解除することができる。

【0074】

電力系統１が停電した後でも連系が維持されると、復電した場合に電力会社の許可なく連系することになってしまう。従って、電力系統１が停電した場合、遠隔操作部４０の電源をオフにすることで、連系を解除することが好ましい。外部機器６１から遠隔操作部４０に電源オフの指示を送信することで、制御部４１は遠隔操作部４０の電源をオフにする。電源がオフであることにより、復電後、外部機器６１から連系の指示を送信するまで、連系はされない。

【0075】

また、外部機器６１から遠隔操作部４０に電源オンの指示を送信することで、遠隔操作部４０の電源をオンにすることもできる。遠隔操作部４０の電源がオフになった後、電源を再びオンにしておくことで、復電検出部４４は復電を検出することができる。なお、遠隔操作部４０の電源オン／オフの指示は、ユーザが外部機器６１を操作して送信することができる。また、外部機器６１に、停電の通知（図９のステップＳ１０）があった場合に電源オフの指示を自動的に送信し、復電の通知（図９のステップＳ１２）があった場合に電源オンの指示を自動的に送信するように、設定してもよい。

【0076】

なお、遠隔操作部４０の電源をオン／オフするために、図５に示した回路３８を用いることができる。回路３８を動作させるために、スイッチ３８ａをオンにしておく。停電すると、接点２７ａがオフになり、コイル３９ｃが消磁し、接点３９ｂがオンになる。コイル３３ｃが励磁され、接点３３ａはオンになる。コイル３２ｃは励磁され、接点３２ａはオン、接点３２ｂ１および３２ｂ２はオフになる。接点３２ｂ１および３２ｂ２がオフになることで、遠隔操作部４０への電源電圧の供給が停止し、遠隔操作部４０の電源はオフになる。瞬停の場合に電源がオフにならないように、リレー３３に例えば２〜５秒程度の保持時間を設定してもよい。これにより、接点２７ａのオフから５秒間は接点３３ａがオンを維持し、遠隔操作部４０の電源はオンのままである。

【0077】

リレー３４はタイマーであり、遠隔操作部４０の電源がオフになってから例えば数分後に接点３４ｂがオフになるように設定することができる。接点３４ｂがオフになることで、コイル３２ｃは消磁し、接点３２ｂ１および３２ｂ２はオンになる。これにより、遠隔操作部４０への電源電圧への供給が再開され、遠隔操作部４０の電源がオンになる。遠隔操作部４０の電源がオンであるため、復電を検出することができる。

【0078】

リレー２８はタイマー機能を有しており、図５に示す接点２８ｄを、例えば０：００にオン、０：０１にオフにする。接点２８ｄがオンになることで、コイル３１ｃが励磁され、接点３１ｂがオフになる。これにより、遠隔操作部４０への直流電圧が停止され、遠隔操作部４０がリフレッシュされる。一日に一回リフレッシュすることで、遠隔操作部４０の動作を安定させることができる。

【0079】

図１において太陽光発電設備７は１０ｋＷの出力を有し、かつ５つとしたが、ユーザの施設の規模などに応じて太陽光発電設備７の数および規模は変更してもよい。例えば家屋には１つの太陽光発電設備７を設置することがある。工場など大規模な施設には、１０台以上など複数の太陽光発電設備７を設置することもできる。前述のように、ユーザは外部機器６１を用いて連系させることができるため、複数の太陽光発電設備７を設けても、労力は低減される。

【0080】

なお、制御装置１０は、開閉器５と集電盤６との間以外の場所に設置してもよい。例えば制御装置１０を開閉器５に代えて設置してもよいし、集電盤６の開閉器６ａに代えて設置してもよい。複数の太陽光発電設備７と電力系統１との連系を一括して制御することが可能である。また集電盤６の複数の開閉器６ｂのそれぞれに代えて１つずつ制御装置１０を設けてもよい。また集電盤６より二次側の電力線４ａのそれぞれに１つずつ制御装置１０を設けてもよい。電力線４ａごとに制御装置１０を設けることで、太陽光発電設備７ごとに連系の制御が可能である。

【0081】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 電力系統
７ 太陽光発電設備
１０ 制御装置
４０ 遠隔操作部
４１ 制御部
４３ 停電検出部
４４ 復電検出部
４５ 通信部
４６ 連系制御部
４７ 発電検出部
６１ 外部機器

【要約】      （修正有）

【課題】連系を容易に行うことが可能な太陽光発電制御装置、太陽光発電システム、および太陽光発電システムの制御方法を提供する。
【解決手段】電力系統と太陽光発電設備との間に設けられ、外部機器と通信を行う通信部と、電力系統が停電から復電し、かつ通信部が外部機器から指示を受信した場合、太陽光発電設備と、電力系統との連系を行う連系制御部と、を具備する。
【選択図】図９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】